關(guān)于多胺在農(nóng)作物上增產(chǎn)的試驗(yàn)研究

摘? ? 要：在農(nóng)業(yè)種植過程中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者最為關(guān)注的就是農(nóng)作物的產(chǎn)量與質(zhì)量。從走訪的一線種植經(jīng)驗(yàn)來看，種植者在作物營(yíng)養(yǎng)方面已經(jīng)從單純補(bǔ)充氮、磷、鉀及微量元素，轉(zhuǎn)向?qū)ふ覍?duì)農(nóng)作物安全、可以調(diào)控作物生長(zhǎng)、提升產(chǎn)量的物質(zhì)。多胺是目前農(nóng)作物增產(chǎn)提質(zhì)研究最熱門的物質(zhì)之一。通過在多種田間作物上開展試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，多胺在75～800倍時(shí)能明顯促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育，提升農(nóng)作物產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：多胺；肥料；生菜；甘藍(lán)；辣椒

文章編號(hào)：1005-2690（2023）12-0001-03? ? ? ?中國圖書分類號(hào)：S609? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

我國是人口大國，人均農(nóng)業(yè)資源相對(duì)稀少。雖然我國國土面積大，但是山地多，可耕種面積相對(duì)較少，因此對(duì)農(nóng)作物的單產(chǎn)要求比較高。提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的方法主要有以下幾種：一是增加種植面積；二是選育優(yōu)良品種；三是控制減產(chǎn)因素，比如合理使用農(nóng)藥；四是利用肥料使作物基因最大化表達(dá)。

1 多胺的基本介紹

多胺廣泛存在于生物細(xì)胞中，是生物代謝過程中產(chǎn)生的一類具有生物活性的低分子量脂肪族含氮堿，主要包括腐胺、尸胺、亞精胺、精胺，以及高亞精胺、高精胺、降亞精胺和降精胺等稀有多胺。20世紀(jì)60年代，美國耶魯大學(xué)Galston試驗(yàn)小組開始對(duì)多胺進(jìn)行系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)多胺具有刺激植物生長(zhǎng)和延緩衰老的作用，其作用逐漸引起人們的重視[1]。之后，很多學(xué)者加大研究力度，明確了多胺的合成代謝路徑機(jī)理。多胺的中心產(chǎn)物是腐胺，多胺本身不僅受到生物合成及運(yùn)輸調(diào)節(jié)，也受到代謝降解的影響[2]。

多胺存在于多種高等植物中，在許多單子葉植物和雙子葉植物的器官、組織中均有存在，只是不同組織和器官中多胺的合成代謝水平不同。一般來說，細(xì)胞分裂活躍的器官如嫩葉、花蕾的多胺合成代謝速度比較快，生長(zhǎng)相對(duì)緩慢以及衰老的部位多胺合成速度較遲緩。

由于多胺在生理pH值下具有多聚陽離子特性，其在高等植物抗逆中，不僅能清除活性氧，維持膜穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)細(xì)胞陽離子平衡[3]，而且充當(dāng)著植物激素的媒介作用，作為第二信使參與植物逆境脅迫信號(hào)防御反應(yīng)。關(guān)于多胺的研究發(fā)現(xiàn)，多胺參與植物生長(zhǎng)的多個(gè)發(fā)育過程，如植物的種子發(fā)育、果實(shí)成熟、細(xì)胞衰老、花芽分化以及應(yīng)對(duì)逆境脅迫等。

想要提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量，提升根系對(duì)于逆境環(huán)境的抗脅迫能力十分重要。農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育需要強(qiáng)大的根系吸收水分和養(yǎng)分，即使是在設(shè)施中種植，依然面臨著各種逆境變化，比如高溫、低溫、鹽脅迫等，導(dǎo)致產(chǎn)量下降。比如，由于常年連作導(dǎo)致金屬鋁在土壤中積聚，會(huì)導(dǎo)致地塊局部區(qū)域出現(xiàn)鋁中毒的情況。鋁被認(rèn)為是酸性土壤中限制作物生長(zhǎng)最重要的障礙因子，最典型的毒害癥狀就是抑制根系生長(zhǎng)，從而抑制水分和養(yǎng)分吸收。余燕（2016）[4]研究發(fā)現(xiàn)，短時(shí)間的鋁處理（幾分鐘）就可以抑制根系生長(zhǎng)，而多胺可以明顯降低鋁毒對(duì)作物根系的毒害作用。

本研究設(shè)計(jì)了不同試驗(yàn)，探索多胺在作物上的實(shí)際表現(xiàn)及最優(yōu)推薦使用倍數(shù)。

2 多胺在辣椒上的試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)介紹

試驗(yàn)地點(diǎn)：上海浦東新區(qū)書院鎮(zhèn)日光溫室。

供試作物：辣椒。

試驗(yàn)時(shí)間：2021年3月2—19日。

試驗(yàn)對(duì)比：空白對(duì)照（清水）、多胺。

施用方式：澆灌。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了驗(yàn)證多胺是否具有增產(chǎn)效果，進(jìn)行初步的驗(yàn)證試驗(yàn)。

對(duì)照組：清水。

處理組：多胺800倍液。

考察指標(biāo)：株高、莖粗、葉片數(shù)、葉綠素含量、地上部鮮重、地下部鮮重、根長(zhǎng)、植株干重。

3月2日開始試驗(yàn)。辣椒目前屬于幼苗期，5葉。

對(duì)照組和處理組分別澆灌清水、多胺800倍液800 mL，3月19日觀察并測(cè)量長(zhǎng)勢(shì)，具體數(shù)據(jù)見表1。

2.3 結(jié)果與分析

由表1可知，與清水組的對(duì)照相比，澆灌多胺800倍液的辣椒株高增加了7％，莖粗增加了5％，葉片數(shù)增加了11％，葉綠素增加了13％，地上部鮮重增加了43％，地下部鮮重增加了38％，根長(zhǎng)增加了9％。

2.4 小結(jié)

在辣椒幼苗期，用多胺800倍液灌根，可以明顯促進(jìn)辣椒生長(zhǎng)。株高、莖粗、葉片數(shù)、葉綠素、地上部鮮重、地下部鮮重、根長(zhǎng)部分都有明顯效果，差異顯著。

3 多胺與大量元素、酶解海藻的對(duì)比試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)介紹

試驗(yàn)地點(diǎn)：上海浦東新區(qū)書院鎮(zhèn)日光溫室。

供試作物：生菜。

試驗(yàn)時(shí)間：2021年5月19日至6月4日。

試驗(yàn)對(duì)比：大量元素20-20-20＋TE、酶解海藻、多胺、空白對(duì)照（清水）。

施用方式：灌根。

栽培方式：營(yíng)養(yǎng)土栽培。

3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在種植實(shí)踐過程中，與其他增產(chǎn)類的產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比，大量元素20-20-20＋TE、酶解海藻屬于比較常用的肥料，選為對(duì)照組。

5月19日，移栽生菜苗。緩苗3 d后分別用大量元素20-20-20＋TE、酶解海藻、多胺800倍液灌根。5月22日第2次灌根，5月29日第3次灌根。6月4日觀察長(zhǎng)勢(shì)，數(shù)據(jù)見表2。

3.3 結(jié)果與分析

不同處理對(duì)生菜的影響包括3個(gè)部分，分別為地上部鮮重、地下部鮮重、根長(zhǎng)，其中大量元素20-

20-20＋TE處理與空白對(duì)照相比，增產(chǎn)效果并不顯著，基本與空白對(duì)照組持平。

由圖1可知，相比于對(duì)照組，酶解海藻處理的生菜地上部鮮重增重16.7％，差異顯著；多胺處理的增重25.4％，差異顯著。

由圖2可知，相比于對(duì)照組，酶解海藻處理的生菜地下部鮮重增重18.4％，差異顯著；多胺處理的增重45.2％，差異顯著。

由圖3可知，相比于對(duì)照組，酶解海藻處理的生菜根長(zhǎng)增長(zhǎng)16.7％，差異顯著；多胺處理的增長(zhǎng)25.4％，差異顯著。

3.4 小結(jié)

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果可知，生菜種植中，大量元素20-20-20＋TE處理的增產(chǎn)效果不明顯，可能原因一是生菜種植采用的培養(yǎng)土已經(jīng)含有作物生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素，二是大量元素20-20-20＋TE的使用倍數(shù)過低。相比于空白對(duì)照，酶解海藻處理的增產(chǎn)效果顯著。相比于空白對(duì)照、酶解海藻處理，多胺處理的增產(chǎn)效果顯著，尤其是在地下部分，根長(zhǎng)和根系重量部分相比于空白對(duì)照差異明顯。這說明，多胺對(duì)于生菜根系的橫向和縱向生長(zhǎng)都有促進(jìn)效果。

4 不同濃度多胺在甘藍(lán)上的試驗(yàn)

4.1 試驗(yàn)介紹

試驗(yàn)地點(diǎn)：上海浦東新區(qū)書院鎮(zhèn)日光溫室。

供試作物：甘藍(lán)（3葉1心）。

試驗(yàn)時(shí)間：2021年2月25日至3月15日。

多胺稀釋濃度：50、100、500、800、1 000、5 000、10 000倍液澆灌。

對(duì)照組：清水對(duì)照（CK-0）；1/4園試營(yíng)養(yǎng)液（CK-

1）；1/2園試營(yíng)養(yǎng)液（CK-2）。

栽培基質(zhì)：椰糠。

4.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

測(cè)試多胺灌根的最佳濃度，指導(dǎo)種植應(yīng)用。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。甘藍(lán)移栽后各處理澆灌200 mL，觀察植株長(zhǎng)勢(shì)，其余時(shí)間保持澆水時(shí)間一致。2月25日移栽，3月15日觀察?？疾熘笜?biāo)：莖粗、葉綠素、葉面積、植株鮮重、干重和根長(zhǎng)。

4.3 結(jié)果與分析

3月15日，對(duì)甘藍(lán)性狀進(jìn)行觀察統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表3、表4。

由表3可知，多胺稀釋濃度在5 000、10 000倍時(shí)，甘藍(lán)的各項(xiàng)生理指標(biāo)與1/4園試營(yíng)養(yǎng)液效果相似，此時(shí)的甘藍(lán)仍然處于養(yǎng)分缺乏狀態(tài)，說明此倍數(shù)的多胺效果不顯著。多胺稀釋濃度在800～1 000倍時(shí)，除莖粗和葉綠素略低于1/2園試營(yíng)養(yǎng)液外，其他的生理指標(biāo)相比都有明顯增加，差異顯著（5％水平）。多胺稀釋濃度在500倍時(shí)，甘藍(lán)的所有生長(zhǎng)指標(biāo)相比于1/2園試營(yíng)養(yǎng)液都有所增加，差異顯著。多胺稀釋濃度在100倍時(shí)，地上部鮮重、地下部鮮重、地下部干重、葉綠素和葉面積指標(biāo)相比于1/2園試營(yíng)養(yǎng)液差異顯著。對(duì)比地上部鮮重、地下部鮮重、地下部干重、葉綠素和葉面積可以發(fā)現(xiàn)，多胺的稀釋濃度在100倍時(shí)達(dá)到最佳效果，繼續(xù)增加濃度對(duì)作物的增益效果不明顯。

4.4 小結(jié)

通過本次試驗(yàn)可以得出，多胺的安全使用濃度范圍在75～1 000倍，100倍為最佳使用濃度，但稀釋濃度為800～1 000倍即有明顯效果，因此，在實(shí)際應(yīng)用過程中，推薦多胺稀釋濃度為800～1 000倍。

5 結(jié)論

多胺是一種安全高效的增產(chǎn)物質(zhì)，可以有效促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育，從而達(dá)到增產(chǎn)的目的。初期，在辣椒上進(jìn)行的多胺效果試驗(yàn)結(jié)果表明，多胺在辣椒幼苗期可以明顯促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)，對(duì)株高、莖粗、葉片數(shù)、葉綠素、地上部鮮重、地下部鮮重、根長(zhǎng)部分都有明顯效果，差異顯著。后續(xù)繼續(xù)探索，多胺與傳統(tǒng)的增產(chǎn)肥料產(chǎn)品對(duì)比，選擇了大量元素20-20-20＋TE和酶解海藻類產(chǎn)品。在生菜種植中，多胺相比于空白對(duì)照、大量元素20-20-20＋TE、酶解海藻，在地上部鮮重、地下部鮮重、根長(zhǎng)方面都有顯著效果。為了進(jìn)一步研究多胺實(shí)際適宜濃度，進(jìn)行了濃度梯度探索試驗(yàn)。在甘藍(lán)的對(duì)比試驗(yàn)中，與空白對(duì)照、1/4園試營(yíng)養(yǎng)液、1/2園試營(yíng)養(yǎng)液相比，多胺的最佳使用濃度為100倍，而稀釋濃度為800～1 000倍即有明顯差異效果，適合推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋永駿，刁倩楠，齊紅巖.多胺代謝與植物抗逆性研究進(jìn)展[J].中國蔬菜，2012（18）：36-42.

[2]沈永娟，張輝，王倩，等.植物中多胺的合成代謝及其分子生物學(xué)水平研究進(jìn)展[J].保鮮與加工，2018，18（6）：157-161.

[3]段九菊，郭世榮，康云艷，等.鹽脅迫對(duì)黃瓜幼苗根系生長(zhǎng)和多胺代謝的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2008（1）：57-64.

[4]余燕.多胺對(duì)小麥耐鋁性的調(diào)控作用及其機(jī)理[D].杭州：浙江大學(xué)，2016.

作者簡(jiǎn)介：李明通（1987—），男，漢族，山東淄博人，本科，初級(jí)農(nóng)藝師，研究方向?yàn)橥寥婪柿稀?/p>